三角函数连续变量门与正弦-戈尔德模型的混合量子模拟

混合量子比特-量子模平台为模拟相互作用的玻色子量子场论提供了自然的计算环境。然而，现有的连续变量门构建主要依赖于标准二次量的多项式函数。本文引入一种基于三角函数连续变量门的互补普适范式，这些门启用了玻色子算子的傅里叶式表示，特别适用于周期性和非扰动相互作用。我们present了一种基于确定性 ancilla 方法的实现 unitary 和非 unitary 三角函数门的方法，其参数是量子模二次量的任意厄米函数。作为具体应用，我们开发了一种用于晶格正弦-戈尔德模型的混合量子比特-量子模量子模拟。通过这些门，我们通过量子虚时间演化准备基态、模拟实时动力学、计算时序顶点双点关联函数，并在拓扑边界条件下提取量子奇点轮廓。我们的结果表明，三角函数连续变量门为在近期混合量子硬件上模拟相互作用场论提供了物理上自然的框架，同时建立了一种超越多项式门构建的普适之路。我们预计本文介绍的三角函数门将被用于量子凝聚态系统、量子化学和生物模型的更广泛应用。